目前國(guó)內(nèi)打著修復(fù)電池的名義,四處騙人的公司較多,或者以某某高校的名義,或者以研究所的名義,虛夸技術(shù)如何如何,騙得加盟者或消費(fèi)者的信任.但實(shí)際的效果相信大家清楚.
其實(shí)對(duì)于蓄電池的修復(fù)是一個(gè)非常困難的技術(shù)難題.因?yàn)樾铍姵厥У哪Ｊ胶芏?不能一概而論.如動(dòng)力電池的失效與后備電源的失效就灰有很大差異.對(duì)于蓄電池(特別是鉛酸閥控蓄電池),主要還是依靠平時(shí)的維護(hù)與管理.如果一個(gè)人平時(shí)不注意自身健康,只是在發(fā)現(xiàn)大病時(shí)去治療,其效果可想而知!
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@哈爾濱維泰斯
蓄電池的失效模式一般有四種:正極腐蝕,負(fù)極硫酸化,失水,熱失控.需要根據(jù)不同的失效模式采用不同的辦法.但一個(gè)較為有效的辦法就是充放電循環(huán).
1、電池的正極板軟化
電池的正極板是由板柵和活性物質(zhì)組成的,其中活性物質(zhì)的有效成分就是氧化鉛.放電的時(shí)候氧化鉛轉(zhuǎn)為硫酸鉛,充電的時(shí)候硫酸鉛轉(zhuǎn)為氧化鉛.氧化鉛是由α氧化鉛和β氧化鉛組成的,在2種氧化鉛中以其中α氧化鉛荷電能力小但是體積大,比β氧化鉛堅(jiān)硬,主要起支撐作用;β氧化鉛恰好相反,荷電能力大但是體積小,比α氧化鉛軟,主要起荷電作用.α氧化鉛是在堿性環(huán)境中生成的,在電池內(nèi)部一旦出現(xiàn)參與放電以后,在充電只能夠生產(chǎn)β氧化鉛.正極板的活性物質(zhì)是多孔結(jié)構(gòu)的,就與電解液——硫酸的接觸面積來(lái)說(shuō),多孔結(jié)構(gòu)是平面的數(shù)十倍.如果α氧化鉛參與放電以后,重新充電以后只能夠生成β氧化鉛,這樣就失去了支撐,不僅僅會(huì)產(chǎn)生正極板活性物質(zhì)脫落,而且脫落的活性物質(zhì)還會(huì)堵塞正極板的微孔,導(dǎo)致正極板參與反應(yīng)的真實(shí)面積下降,形成電池容量的下降.后備電源的電池使用年限要求比較嚴(yán)格,對(duì)電池的比容要求比較寬,因此后備電源使用的電池的α氧化鉛和β氧化鉛比例比深循環(huán)的動(dòng)力型電池大一些.為了減少α氧化鉛參與放電,一般控制放電深度僅僅為40%.隨著電池的使用時(shí)間的增加,電池的容量下降,新電池放電40%的電量,對(duì)于舊電池來(lái)說(shuō)必然上超過(guò)40%的,所以舊電池就相當(dāng)于放電深度深,電池的正極板軟化也會(huì)被加速.所以,電池的容量壽命曲線的后期下降速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于中期.電池容量越小,放電深度越深,α氧化鉛損失也越多,正極板軟化也越嚴(yán)重,導(dǎo)致電池容量下降越快,形成了惡性循環(huán).
這樣,電池的放電深度需要嚴(yán)格控制.實(shí)現(xiàn)這個(gè)控制的是靠基站的電源管理系統(tǒng)的管理和設(shè)置.目前控制電池放電深度的主要標(biāo)準(zhǔn)還是一次放電量和放電電壓.這樣,盡可能避免在應(yīng)急的時(shí)候強(qiáng)制放電,而應(yīng)該按照放電量來(lái)增加電池的容量.
2、電池的正極板腐蝕
正極板的板柵中的鉛在充電過(guò)程中被氧化為氧化鉛,并且不能夠再還原為鉛,形成正極板腐蝕.而氧化鉛的體積比鉛的體積大,形成體積線性增加變形,使正極板活性物質(zhì)與板柵脫離,導(dǎo)致正極板失效.而過(guò)充電會(huì)嚴(yán)重加速正極板腐蝕.我們一般以為不會(huì)產(chǎn)生過(guò)充電狀態(tài).實(shí)際上,基站的浮充電壓如果跟不上環(huán)境溫度的上升而進(jìn)行下降的補(bǔ)償,過(guò)充電就產(chǎn)生了.如基站的空調(diào)不夠或者損壞,電池的過(guò)充電也會(huì)產(chǎn)生.這樣電池的正極板板柵在不同的使用條件下會(huì)有不同的腐蝕速度.長(zhǎng)三角和珠三角地區(qū)的正極板腐蝕也會(huì)比內(nèi)地嚴(yán)重,這與電池的使用環(huán)境溫度關(guān)系密切.
3、電池的負(fù)極板硫化
電池放電以后,負(fù)極板的鉛轉(zhuǎn)換為硫酸鉛,如果不及時(shí)充電或者充電時(shí)間比較長(zhǎng),這些硫酸鉛晶體就會(huì)逐步聚積而形成粗大的硫酸鉛結(jié)晶,采用普通的充電方式是無(wú)法恢復(fù)的所以稱為不可逆硫酸鉛鹽化,簡(jiǎn)稱硫化.
在折合單格電壓為2.25V的浮充狀態(tài)下,電池基本充滿電需要一周的時(shí)間,完全充滿電需要28天的時(shí)間,其間電池就處于欠充電狀態(tài).在電池放電以后的12小時(shí),就可以發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生粗大的硫酸鉛結(jié)晶.在發(fā)生電荒的地區(qū),電池的硫化相當(dāng)嚴(yán)重.
在一般浮充狀態(tài)下使用,隨著日夜環(huán)境溫度的變化,硫酸鉛結(jié)晶也會(huì)聚積而形成粗大硫酸鉛結(jié)晶而導(dǎo)致硫化.
在冬季環(huán)境溫度比較低的時(shí)候,電池的浮充電壓應(yīng)該相應(yīng)的提升,如果浮充電設(shè)備沒(méi)有依據(jù)室溫相應(yīng)的調(diào)解上升,電池欠充電就會(huì)產(chǎn)生,電池硫化也就產(chǎn)生了.失水的電池相當(dāng)于電解液的硫酸濃度上升,也形成了加速電池硫化的條件.較快速的充電可以抑制電池的硫化,基站的充電電流相對(duì)都比較小,所以硫化程度比充電電流大的電池嚴(yán)重.另外,浮充電壓紋波越小,浮充電流的擾動(dòng)越小,也形成了電池硫化的條件.
采用低銻合金的正極板的電池,浮充電壓比較低,也比其它鉛鈣錫鋁合金電池更加容易出現(xiàn)硫化.
從上面的硫化失效原因看看,很多電池的是無(wú)法避免的.特別是電池組發(fā)生單體電池落后的時(shí)候,個(gè)別落后的單體電池處于欠充電狀態(tài),這樣該電池比其它電池更加容易硫化.電池一旦出現(xiàn)硫化,靠單純的浮充和均充是無(wú)法解決的,必須采取其它措施.目前消除密封電池硫化的方法有化學(xué)法和脈沖法.化學(xué)法雖然會(huì)較快的消除負(fù)極板硫化,但是其副作用——增加電池自放電會(huì)比較明顯.這樣會(huì)形成新的失效模式.所以,除了應(yīng)急處理以外,沒(méi)有任何電池制造商同意采用這種方法來(lái)修復(fù)電池.而脈沖修復(fù)硫化,屬于無(wú)損修復(fù),這是近年來(lái)所廣泛提倡的方法.
4、電池的失水
電池充電達(dá)到單體電池2.35V(25℃)以后,就會(huì)進(jìn)入正極板大量析氧狀態(tài),對(duì)于密封電池來(lái)說(shuō),負(fù)極板具備了氧復(fù)合能力.如果充電電流比較大,負(fù)極板的氧復(fù)合反應(yīng)跟不上析氧的速度,氣體會(huì)頂開(kāi)排氣閥而形成失水.如果充電電壓達(dá)到2.42V(25℃),電池的負(fù)極板會(huì)析氫,而氫氣不能夠類似氧循環(huán)那樣被正極板吸收,只能夠增加電池氣室的氣壓,最后會(huì)被排出氣室而形成失水.電池具備負(fù)的溫度特性,其析氣也與溫度特性一致.當(dāng)電池溫升以后,電池的析氣電壓也會(huì)下降,溫升會(huì)導(dǎo)致電池容易析氣失水.長(zhǎng)三角和珠三角地區(qū)夏季環(huán)境溫度比較高,如果沒(méi)有空調(diào)或者空調(diào)容量不足,會(huì)使電池失水增加.如果單體電池的浮充電壓折合為2.25V,在30℃的時(shí)候,電池失水比25℃條件下增加一倍,在40℃條件下,電池失水是25℃的8倍左右,除非相應(yīng)的降低浮充電壓.如果電池的正極板含銻,隨著銻的循環(huán),部分的轉(zhuǎn)移到負(fù)極板上面.由于氫離子在銻還原的超電勢(shì)約低200mV,于是負(fù)極板銻的積累會(huì)導(dǎo)致電池的充電電壓降低,充電的大部分電流用來(lái)做水分解而形成失水.所以,我們認(rèn)為在大型固定型電池中應(yīng)該逐步淘汰低銻正極板的電池.另外,對(duì)在電池生產(chǎn)過(guò)程中,應(yīng)該嚴(yán)格控制鉛鈣錫鋁正極板的含量.
5、電池的熱失控
電池在均充狀態(tài)時(shí),充電電壓會(huì)達(dá)到折合單格2.4V,這個(gè)電壓超過(guò)了電池正極板大量析氧的電壓,特別是在高溫環(huán)境中,大量析氧電壓會(huì)下降,這樣產(chǎn)生的析氧量會(huì)大幅度的增加.而正極板產(chǎn)生的氧氣在負(fù)極板會(huì)被吸收,吸收氧氣是明顯的放熱反應(yīng),電池的溫度會(huì)提升.如果電池已經(jīng)出現(xiàn)失水,玻璃纖維隔板的無(wú)酸孔隙增加,會(huì)加速負(fù)極板吸收氧氣,產(chǎn)生的熱量會(huì)更多,電池溫升也更高.而電池的溫升也會(huì)加速正極板析氧,形成惡性循環(huán)——熱失控.在熱失控狀態(tài)下,析氧量增加,電池內(nèi)的氣壓增加,當(dāng)達(dá)到塑料電池外殼的玻璃點(diǎn)溫度的時(shí)候,電池開(kāi)始鼓脹變型,這種變型除了影響電池內(nèi)部的機(jī)械結(jié)構(gòu)以外,還會(huì)形成電池漏氣,而導(dǎo)致更加嚴(yán)重的失水漏酸.盡管電池?zé)崾Э噩F(xiàn)象發(fā)生的不多,但是一旦發(fā)生熱失控,電池的壽命會(huì)迅速提前結(jié)束.
電池的正極板是由板柵和活性物質(zhì)組成的,其中活性物質(zhì)的有效成分就是氧化鉛.放電的時(shí)候氧化鉛轉(zhuǎn)為硫酸鉛,充電的時(shí)候硫酸鉛轉(zhuǎn)為氧化鉛.氧化鉛是由α氧化鉛和β氧化鉛組成的,在2種氧化鉛中以其中α氧化鉛荷電能力小但是體積大,比β氧化鉛堅(jiān)硬,主要起支撐作用;β氧化鉛恰好相反,荷電能力大但是體積小,比α氧化鉛軟,主要起荷電作用.α氧化鉛是在堿性環(huán)境中生成的,在電池內(nèi)部一旦出現(xiàn)參與放電以后,在充電只能夠生產(chǎn)β氧化鉛.正極板的活性物質(zhì)是多孔結(jié)構(gòu)的,就與電解液——硫酸的接觸面積來(lái)說(shuō),多孔結(jié)構(gòu)是平面的數(shù)十倍.如果α氧化鉛參與放電以后,重新充電以后只能夠生成β氧化鉛,這樣就失去了支撐,不僅僅會(huì)產(chǎn)生正極板活性物質(zhì)脫落,而且脫落的活性物質(zhì)還會(huì)堵塞正極板的微孔,導(dǎo)致正極板參與反應(yīng)的真實(shí)面積下降,形成電池容量的下降.后備電源的電池使用年限要求比較嚴(yán)格,對(duì)電池的比容要求比較寬,因此后備電源使用的電池的α氧化鉛和β氧化鉛比例比深循環(huán)的動(dòng)力型電池大一些.為了減少α氧化鉛參與放電,一般控制放電深度僅僅為40%.隨著電池的使用時(shí)間的增加,電池的容量下降,新電池放電40%的電量,對(duì)于舊電池來(lái)說(shuō)必然上超過(guò)40%的,所以舊電池就相當(dāng)于放電深度深,電池的正極板軟化也會(huì)被加速.所以,電池的容量壽命曲線的后期下降速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于中期.電池容量越小,放電深度越深,α氧化鉛損失也越多,正極板軟化也越嚴(yán)重,導(dǎo)致電池容量下降越快,形成了惡性循環(huán).
這樣,電池的放電深度需要嚴(yán)格控制.實(shí)現(xiàn)這個(gè)控制的是靠基站的電源管理系統(tǒng)的管理和設(shè)置.目前控制電池放電深度的主要標(biāo)準(zhǔn)還是一次放電量和放電電壓.這樣,盡可能避免在應(yīng)急的時(shí)候強(qiáng)制放電,而應(yīng)該按照放電量來(lái)增加電池的容量.
2、電池的正極板腐蝕
正極板的板柵中的鉛在充電過(guò)程中被氧化為氧化鉛,并且不能夠再還原為鉛,形成正極板腐蝕.而氧化鉛的體積比鉛的體積大,形成體積線性增加變形,使正極板活性物質(zhì)與板柵脫離,導(dǎo)致正極板失效.而過(guò)充電會(huì)嚴(yán)重加速正極板腐蝕.我們一般以為不會(huì)產(chǎn)生過(guò)充電狀態(tài).實(shí)際上,基站的浮充電壓如果跟不上環(huán)境溫度的上升而進(jìn)行下降的補(bǔ)償,過(guò)充電就產(chǎn)生了.如基站的空調(diào)不夠或者損壞,電池的過(guò)充電也會(huì)產(chǎn)生.這樣電池的正極板板柵在不同的使用條件下會(huì)有不同的腐蝕速度.長(zhǎng)三角和珠三角地區(qū)的正極板腐蝕也會(huì)比內(nèi)地嚴(yán)重,這與電池的使用環(huán)境溫度關(guān)系密切.
3、電池的負(fù)極板硫化
電池放電以后,負(fù)極板的鉛轉(zhuǎn)換為硫酸鉛,如果不及時(shí)充電或者充電時(shí)間比較長(zhǎng),這些硫酸鉛晶體就會(huì)逐步聚積而形成粗大的硫酸鉛結(jié)晶,采用普通的充電方式是無(wú)法恢復(fù)的所以稱為不可逆硫酸鉛鹽化,簡(jiǎn)稱硫化.
在折合單格電壓為2.25V的浮充狀態(tài)下,電池基本充滿電需要一周的時(shí)間,完全充滿電需要28天的時(shí)間,其間電池就處于欠充電狀態(tài).在電池放電以后的12小時(shí),就可以發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生粗大的硫酸鉛結(jié)晶.在發(fā)生電荒的地區(qū),電池的硫化相當(dāng)嚴(yán)重.
在一般浮充狀態(tài)下使用,隨著日夜環(huán)境溫度的變化,硫酸鉛結(jié)晶也會(huì)聚積而形成粗大硫酸鉛結(jié)晶而導(dǎo)致硫化.
在冬季環(huán)境溫度比較低的時(shí)候,電池的浮充電壓應(yīng)該相應(yīng)的提升,如果浮充電設(shè)備沒(méi)有依據(jù)室溫相應(yīng)的調(diào)解上升,電池欠充電就會(huì)產(chǎn)生,電池硫化也就產(chǎn)生了.失水的電池相當(dāng)于電解液的硫酸濃度上升,也形成了加速電池硫化的條件.較快速的充電可以抑制電池的硫化,基站的充電電流相對(duì)都比較小,所以硫化程度比充電電流大的電池嚴(yán)重.另外,浮充電壓紋波越小,浮充電流的擾動(dòng)越小,也形成了電池硫化的條件.
采用低銻合金的正極板的電池,浮充電壓比較低,也比其它鉛鈣錫鋁合金電池更加容易出現(xiàn)硫化.
從上面的硫化失效原因看看,很多電池的是無(wú)法避免的.特別是電池組發(fā)生單體電池落后的時(shí)候,個(gè)別落后的單體電池處于欠充電狀態(tài),這樣該電池比其它電池更加容易硫化.電池一旦出現(xiàn)硫化,靠單純的浮充和均充是無(wú)法解決的,必須采取其它措施.目前消除密封電池硫化的方法有化學(xué)法和脈沖法.化學(xué)法雖然會(huì)較快的消除負(fù)極板硫化,但是其副作用——增加電池自放電會(huì)比較明顯.這樣會(huì)形成新的失效模式.所以,除了應(yīng)急處理以外,沒(méi)有任何電池制造商同意采用這種方法來(lái)修復(fù)電池.而脈沖修復(fù)硫化,屬于無(wú)損修復(fù),這是近年來(lái)所廣泛提倡的方法.
4、電池的失水
電池充電達(dá)到單體電池2.35V(25℃)以后,就會(huì)進(jìn)入正極板大量析氧狀態(tài),對(duì)于密封電池來(lái)說(shuō),負(fù)極板具備了氧復(fù)合能力.如果充電電流比較大,負(fù)極板的氧復(fù)合反應(yīng)跟不上析氧的速度,氣體會(huì)頂開(kāi)排氣閥而形成失水.如果充電電壓達(dá)到2.42V(25℃),電池的負(fù)極板會(huì)析氫,而氫氣不能夠類似氧循環(huán)那樣被正極板吸收,只能夠增加電池氣室的氣壓,最后會(huì)被排出氣室而形成失水.電池具備負(fù)的溫度特性,其析氣也與溫度特性一致.當(dāng)電池溫升以后,電池的析氣電壓也會(huì)下降,溫升會(huì)導(dǎo)致電池容易析氣失水.長(zhǎng)三角和珠三角地區(qū)夏季環(huán)境溫度比較高,如果沒(méi)有空調(diào)或者空調(diào)容量不足,會(huì)使電池失水增加.如果單體電池的浮充電壓折合為2.25V,在30℃的時(shí)候,電池失水比25℃條件下增加一倍,在40℃條件下,電池失水是25℃的8倍左右,除非相應(yīng)的降低浮充電壓.如果電池的正極板含銻,隨著銻的循環(huán),部分的轉(zhuǎn)移到負(fù)極板上面.由于氫離子在銻還原的超電勢(shì)約低200mV,于是負(fù)極板銻的積累會(huì)導(dǎo)致電池的充電電壓降低,充電的大部分電流用來(lái)做水分解而形成失水.所以,我們認(rèn)為在大型固定型電池中應(yīng)該逐步淘汰低銻正極板的電池.另外,對(duì)在電池生產(chǎn)過(guò)程中,應(yīng)該嚴(yán)格控制鉛鈣錫鋁正極板的含量.
5、電池的熱失控
電池在均充狀態(tài)時(shí),充電電壓會(huì)達(dá)到折合單格2.4V,這個(gè)電壓超過(guò)了電池正極板大量析氧的電壓,特別是在高溫環(huán)境中,大量析氧電壓會(huì)下降,這樣產(chǎn)生的析氧量會(huì)大幅度的增加.而正極板產(chǎn)生的氧氣在負(fù)極板會(huì)被吸收,吸收氧氣是明顯的放熱反應(yīng),電池的溫度會(huì)提升.如果電池已經(jīng)出現(xiàn)失水,玻璃纖維隔板的無(wú)酸孔隙增加,會(huì)加速負(fù)極板吸收氧氣,產(chǎn)生的熱量會(huì)更多,電池溫升也更高.而電池的溫升也會(huì)加速正極板析氧,形成惡性循環(huán)——熱失控.在熱失控狀態(tài)下,析氧量增加,電池內(nèi)的氣壓增加,當(dāng)達(dá)到塑料電池外殼的玻璃點(diǎn)溫度的時(shí)候,電池開(kāi)始鼓脹變型,這種變型除了影響電池內(nèi)部的機(jī)械結(jié)構(gòu)以外,還會(huì)形成電池漏氣,而導(dǎo)致更加嚴(yán)重的失水漏酸.盡管電池?zé)崾Э噩F(xiàn)象發(fā)生的不多,但是一旦發(fā)生熱失控,電池的壽命會(huì)迅速提前結(jié)束.
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